DESCRIPCION DE MOTORES POR TIPO DE DISEÑO.
La NEMA (National Electric Manufacturing Asociation), Asociación Nacional de Fabricantes de Equipo Eléctrico establece una clasificación para describir las características de los tipos de motores desde el punto de vista mecánico, o sea de su construcción, así como desde el punto de vista eléctrico.
DISEÑO MECÁNICO.
Al hablar de diseño mecánico nos referimos al tipo de construcción que posee el motor para hacerlo capaz de trabajar en condiciones satisfactorias para que sus partes internas nos e vean afectadas perjudicialmente por las condiciones ambientales en las que va a operar el motor.
De acuerdo a lo anterior, los motores que se fabrican son:
a) Motores horizontales a prueba de goteo.
b) Motores horizontales cerrados con ventilación.
c) Motores verticales con flecha hueca y flecha hueca a prueba de goteo.
d) Motores verticales de flecha hueca y flecha sólida con ventilación interior.
a. Motores horizontales a prueba de goteo. Son los más comúnmente usados en la industria y se les encuentra montados en máquinas, herramientas, ventiladores, bombas centrífugas, ciertos tipos de transportadores. Es decir, en general estos motores encuentran su aplicación en aquellos lugares en donde el medio ambiente no sea perjudicial a las partes internas del motor y además no haya salpicadura de líquidos.
b. Motores horizontales cerrados con ventilación: estos se aplican para mover máquinas o equipos instalados en ambientes polvosos, abrasivos, húmedos y/o ligeramente corrosivos. Se les encuentra montados en máquinas, herramientas, ventiladores, bombas, transportadores, quebradoras, etc.
En general, estos motores encuentran su aplicación en aquellos lugares en donde el medio ambiente puede ser perjudicial a las partes internas del motor.
c. Motores verticales con flecha hueca y flecha sólida a prueba de goteo, estos encuentran su principal y más importante aplicación, al servir de fuente motriz para bombas de pozo profundo usadas en todo sistema de riego de las zonas agrícolas.
Es este un motor que dadas sus condiciones de operación tan severas ha sido diseñado y fabricado para dar un servicio continuo a la intemperie.
d. Motores verticales de flecha hueca y flecha sólida con ventilación exterior, estos se aplican igual que los motores anteriores, en bombas de pozo profundo o bombas de recirculación, pero en ambientes polvosos, húmedos y/o corrosivos (torres de enfriamiento, plantas químicas), etc.
DISEÑO ELECTRICO.
Por lo que a diseño eléctrico se refiere existen los siguientes diseños NEMA.
DISEÑO NEMA B.
El diseño NEMA “B” corresponde a aquellos motores cuya corriente y pares de arranque son normales. Corriente de arranque normal se considera aquella cuyo valor se encuentra entre 5 y 6 veces la corriente de plena carga de un motor y las cifras de los pares de arranque están tabuladas por las normas NEMA, así como por las normas nacionales (NOM y CCONNIE), reconocidas oficialmente por la Secretaría de Comercio y elaboradas por los principales fabricantes de motores del país. Además, el deslizamiento de estos motores a plena carga debe ser de 1 a 5%.
Obviamente, se comprende que este motor es el de mayor consumo y aplicación en la industria, ya que por propia conveniencia de los fabricantes de maquinaria llevan a cabo sus diseños de tal manera que los motores que vayan a requerir sean los más apegados a lo que se conoce como motor normalizado (standard), desde el punto de vista de diseño eléctrico.
DISEÑO NEMA C
El diseño NEMA “C” se refiere a aquellos motores que teniendo una corriente normal de arranque, desarrolla pares de arranque superiores a los que desarrolla un motor de diseño “B”. los valores para par de arranque del diseño NEMA “C” también están tabulados tanto en las normas NEMA como en las nacionales.
Las características de este diseño hacen fácil de definir y comprender su campo de aplicación, ya que se refiere a todos aquellos casos en que por la naturaleza de la carga se requiere un par con valor absoluto elevado, para vencer la inercia y una vez iniciado el movimiento, el comportamiento que se le solicita al motor es idéntico al del Diseño NEMA “B”. Un caso típico de aplicación para estos motores se refiere a los transportadores, que por cualquier causa prevista tenga que iniciar un ciclo de trabajo con la carga específica. El deslizamiento de estos motores a plena carga debe ser de 2 a 5%.
DISEÑO NEMA D.
El diseño NEMA “D” se refiere a motores que desarrollan un par de arranque nunca menor que el 275% del par a plena carga con una corriente de arranque normal y con un deslizamiento que nos permite hacer 3 grupos: el primero con un deslizamiento de 5 a 8%, el segundo requiere de un deslizamiento de 8 a 13% y el tercero de 13 a 18%.
Los motores de este tipo de diseño tienen su principal aplicación en máquinas como cizallas, prensas y en general en todos aquellos casos en donde el equipo viene dotado de un volante cuya función es almacenar energía para “sacar a flote” al motor, durante los lapsos en que se presenta la demanda máxima de potencia.
Por consiguiente, al especificar un motor, entre otras características, es necesario mencionar su tipo de diseño mecánico (protección contra el medio ambiente) y el tipo de diseño eléctrico.
DESLIZAMIENTO.
El rotor de los motores de inducción gira a una velocidad menor que la síncrona. En ese caso al velocidad síncrona es la velocidad del campo giratorio inducido en el estator y se calcula con la conocida fórmula:
Ns
|
=
|
120 f
|
No. de polos
|
En donde: Ns = velocidad síncrona en el estator (en revoluciones por minuto)
f = frecuencia de la línea de alimentación (en hertz)
El deslizamiento se define como la diferencia entre la velocidad síncrona Ns. Se expresa generalmente por medio de la siguiente expresión:
%S
|
=
|
Ns - Nr
|
X 100
|
Ns
|
En donde: Ns = velocidad síncrona del campo giratorio.
Nr = velocidad del rotor, que depende principalmente de la carga.
El deslizamiento máximo es del 18% en motores de alto deslizamiento.
Velocidad del rotor:
De la expresión para el deslizamiento se puede conocer la velocidad síncrona Ns, a partir de la frecuencia y del número de polos; entonces la velocidad del rotor se puede determinar como sigue:
% S
|
=
|
Ns - Nr
|
X 100
|
Ns
|
S
|
=
|
Ns - Nr
|
Ns
|
S Ns
|
=
|
Ns - Nr
|
Nr
|
=
|
Ns (1 – S)
|
Ejemplo: Calcula el porcentaje de deslizamiento (S) de un motor de inducción de 4 polos, 60 hertz, que gira a una velocidad de 1750 R.P.M.
% S
|
=
|
Ns - Nr
|
X 100
|
Ns
|
Ns
|
=
|
120 f
|
=
|
120 X 60
|
= 1800 R.P.M
|
No. de polos
|
4
|
% S
|
=
|
1800 – 1750
|
X 100
|
1800
|
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